基于融合网络架构的铁路异物侵限及自然灾害预警系统研究

发布时间：2023-02-08 15:09

　　高铁的不断提速对高铁运行安全提出了更高的需求,如何对高铁沿线环境的异物侵限和滑坡、泥石流等自然灾害进行监测和安全预警备受关注。而与此同时,为满足未来铁路无线通信系统快速增长的容量需求,国际铁路联盟(UIC)已经确定了 GSM-R向基于LTE的高铁无线通信系统的演进战略。由于毫米波频段拥有带宽非常宽且较为"空白"的非授权频段,毫米波无线通信领域的研究将会持续成为无线通信领域的研究热点之一。另一方面,毫米波频段在雷达探测中也扮演着重要的角色。基于此,本论文提出一种铁路场景下毫米波探测与通信融合的基于LTE的网络架构。该网络架构在原有LTE基础上融合了毫米波探测和毫米波通信功能,利用大带宽非许可证毫米波频段,为构建基于现有通信网络基础设备的雷达监测系统提供一种高性价比的手段,同时能够为列车提供高容量无线通信服务。对于雷达监测系统,为了提高探测准确性,减少虚警的发生,本论文对异物侵限及自然灾害探测点迹处理方法进行了研究。基于融合网络架构,本论文针对铁路异物侵限及自然灾害的实际需求设计了预警系统,确保预警信息的及时性和准确性,为高铁的安全行驶提供了一种方案。对于毫米波探测与通信融合的网络架构,论...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
        1.1.1 高速铁路移动通信的演进
        1.1.2 高速铁路运行环境安全检测技术及其演进
        1.1.3 高速铁路毫米波通信与毫米波探测集成的可能性和必要性
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高速铁路通信与灾害监测研究现状
        1.2.2 雷达探测点迹处理与预警方法研究现状
    1.3 论文主要工作及内容安排
第2章 毫米波探测与通信融合网络架构关键技术研究
    2.1 毫米波探测与通信融合网络架构设计
        2.1.1 BBU池+RRU云无线接入方案
        2.1.2 网络覆盖方案
        2.1.3 频段选择
    2.2 雷达探测系统的设计
        2.2.1 雷达选型
        2.2.2 雷达回波信号处理
        2.2.3 LFMCW雷达探测性能影响因素分析
    2.3 融合网络架构性能分析
        2.3.1 雷达探测分辨率分析
        2.3.2 通信与探测距离比较分析
        2.3.3 网络通信容量分析
    2.4 本章小结
第3章 异物侵限及自然灾害探测点迹处理方法研究
    3.1 点迹预处理算法
    3.2 传统点迹凝聚方案分析
    3.3 基于密度聚类的点迹凝聚算法
        3.3.1 DBSCAN算法介绍
        3.3.2 改进的基于DBSCAN的点迹凝聚算法
        3.3.3 点迹凝聚算法性能仿真
    3.4 目标过滤算法
    3.5 基于相似度的点迹参数估值算法
        3.5.1 传统点迹参数估值算法介绍
        3.5.2 改进的基于相似度的点迹参数估值算法
        3.5.3 点迹参数估值算法性能仿真
    3.6 本章小结
第4章 基于融合网络架构的预警系统研究
    4.1 预警系统总体框架和策略
    4.2 预警信号处理算法研究
    4.3 融合网络架构的回传方案研究
        4.3.1 LTE物理帧结构和时隙结构
        4.3.2 物理帧结构设计策略和通信信令设计
        4.3.3 毫米波频段OFDM无线参数设计
    4.4 预警通知算法
        4.4.1 预警内容生成
        4.4.2 列车定位工作流程研究
        4.4.3 预警消息通知流程研究
    4.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文专利及科研成果



本文编号：3737895